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2014年 34卷 6期
刊出日期 2014-06-20
论文
论文
1361 薛文博, 付飞, 王金南, 唐贵谦, 雷宇, 杨金田, 王跃思
中国PM2.5跨区域传输特征数值模拟研究
基于CAMx空气质量模型的颗粒物来源追踪技术(PSAT)定量模拟了全国PM2.5及其化学组分的跨区域输送规律,建立了全国31个省市(源)向333个地级城市(受体)的PM2.5及其化学组分传输矩阵.基于此传输矩阵,从区域、省、城市3个空间尺度解析了PM2.5及其主要组分,包括一次PM2.5、硫酸盐、硝酸盐和铵盐的空间来源.结果表明,跨区域传输对重点区域、省及京津冀典型城市的PM2.5污染均有显著贡献,其中京津冀、长江三角洲、珠江三角洲区域及成渝城市群PM2.5年均浓度受区域外省市的贡献分别达到22%、37%、28%、14%;海南、上海、江苏、浙江、吉林、江西等省PM2.5年均浓度受省外源贡献超过45%;北京、天津、石家庄PM2.5年均浓度受省外源影响分别达到37%、42%、33%.
2014 Vol. 34 (6): 1361-1368 [摘要] ( 612 ) [HTML 1KB] [ PDF 1401KB] ( 13134 )
1369 翟世贤, 安兴琴, 刘俊, 吴其重, 李楠, 张小玲
不同时刻污染减排对北京市PM2.5浓度的影响
利用空气质量模式Model-3/CMAQ及京津冀地区高分辨率排放源清单,针对有代表性的污染时段(2012年2月7~16日),设置了5种不同时刻的减排方案(在污染峰值提前4d、提前3d、提前2d、提前1d及当天减排),对比在同样的减排比例下,不同时刻开始减排的效果差异.研究发现,提前采取减排控制措施比污染峰值当天开始减排对降低PM2.5浓度的影响更为明显,而且提前采取应急减排的时间越早,PM2.5浓度下降越明显.提前1d、2d、3d减排海淀站和城六区峰值浓度下降率分别为23%和22%、31%和30%、39%和38%,均明显高于当天减排的峰值浓度下降率10%和9%.但随着提前天数的增加,PM2.5峰值浓度进一步下降的幅度越来越小,减排效益较之前显著降低.提前4d减排海淀站和城六区峰值浓度下降率分别为40%和39%,提前4d减排和提前3d减排对降低污染峰值日PM2.5浓度的效果已没有太大差别.同时针对另一个污染时段(2012年1月11~20日)进行了相似的敏感性试验,得出了类似的结论.因此,针对某些污染事件的应急减排,综合考虑减排成本和减排效果,根据气象条件的预报,在可能引起重污染事件的不利气象条件来临时提前2~3d采取减排措施效果最好,既能有效降低PM2.5浓度,也可以避免因盲目长时间减排造成的成本过大.
2014 Vol. 34 (6): 1369-1379 [摘要] ( 302 ) [HTML 1KB] [ PDF 1220KB] ( 1127 )
1380 张勇, 银燕, 刘藴芳, 赵凤生, 任静
北京秋季大气气溶胶光学厚度与Angstr?m指数观测研究
利用2010年10~11月CE318太阳光度计观测资料,得出了北京市秋季气溶胶光学厚度(AODλ=500nm),Angstr?m波长指数(α)和浑浊度(β).结果显示,气溶胶AOD,Angstr?m指数,浑浊度平均值分别为0.5(±0.69)、0.95(±0.33)、0.24(±0.31),变异系数分别为139%、35%和132%.非污染天,AOD变化较小,峰值出现在15:00,但大气中细粒子组分相对较高;污染天,AOD波动很大,没有明显的日变化,颗粒物以细粒子为主.非污染天,当α1.0,两者呈现正相关;污染天,两者无明显关系,但当AOD>1.0,α随AOD的增大而变小.当Vmax4m/s,AOD和α均出现小值,α与AOD呈负相关.风向也是影响α和AOD变化的重要因素,尤其ENE为主导风向时,α与AOD呈明显正相关.温度的变化并未对α和AOD的变化造成很大影响.局地扬尘或沙尘气溶胶呈非亲水性,但当α>0.5,AOD随相对湿度(RH)的增大有一定程度的增大.
2014 Vol. 34 (6): 1380-1389 [摘要] ( 252 ) [HTML 1KB] [ PDF 552KB] ( 756 )
1390 梁永贤, 尹魁浩, 胡泳涛, 刘宝章, 廖汝娥, 颜敏
深圳地区臭氧污染来源的敏感性分析
利用美国EPA开发的区域多尺度空气质量模式CMAQ对2008年8月发生在深圳地区的臭氧污染过程进行模拟,运用源敏感性识别工具DDM-3D分析深圳本地排放源及周边地区排放源对深圳地区臭氧污染形成的敏感性.研究表明,VOCs人为源排放对深圳臭氧形成敏感度高,控制深圳臭氧污染的关键在于控制VOCs人为源排放,控制重点应放在化学品/橡胶/塑胶、印刷、电子产品制造、家具、玩具、制鞋、建筑涂料使用、家用溶剂等方面;深圳的臭氧污染具有区域特征,在不利天气条件下,需与周边城市协调控制才能达到8h平均浓度120μg/m3的目标.
2014 Vol. 34 (6): 1390-1396 [摘要] ( 277 ) [HTML 1KB] [ PDF 1854KB] ( 1436 )
1397 李燕军, 张镭, 曹贤洁, 岳芸, 史晋森
兰州城市和远郊区黑碳气溶胶浓度特征
利用兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)2010年9月至2011年8月的黑碳气溶胶观测资料,分析了兰州市区和郊区黑碳气溶胶的浓度变化特征.结果表明:市区的年平均黑碳浓度要远大于郊区.日变化都呈明显的双峰结构,最大值出现在08:00~10:00,最小值出现在16:00左右;对于月最大频数浓度的年变化,市区和郊区均是5月黑碳浓度最小,其值分别为1143和932ng/m3,1月黑碳浓度最大,分别为10230和5063ng/m3;市区的周变化较郊区明显;沙尘条件下黑碳气溶胶浓度值低于当月的日均值.
2014 Vol. 34 (6): 1397-1403 [摘要] ( 234 ) [HTML 1KB] [ PDF 504KB] ( 582 )
1404 刘凤玲, 卢霞, 刘杰, 芮茂凌, 郭照冰
不同特性的多孔炭对CO2的吸附研究
分别用苯胺和糠醇为碳源、NaY分子筛为硬模板在碳化温度为700与900℃下合成了多孔炭(MC-AN-700、MC-AN-900、MC-FA-700和MC-FA-900),并对材料进行了结构表征,研究了低浓度CO2在这些材料和商业活性炭(AC)上的动态吸附.结果显示,MC-AN-700的氮和氧的含量均最高,分别为6.59%和8.71%;MC-FA-900的总孔容居于首位,为0.73cm3/g,但微孔体积中,AC的最大,为0.35cm3/g.在常温常压下,初始浓度为10%的 CO2在5种材料上的饱和吸附量的顺序为:MC-AN-700(2.20mmol/g)>MC-AN- 900(1.72mmol/g)>AC(1.59mmol/g)>MC-FA-900(1.45mmol/g)>MC-FA-700(1.09mmol/g),吸附差异受吸附剂的微孔孔容和氮含量共同影响.在2%~10%的范围内,CO2吸附量随初始浓度增加而增加;在20、45和65℃3个温度下,CO2吸附量随温度升高而降低.经4次脱附再生后,MC-AN-700的吸附量仍保持了原有吸附量的91%,高于MC-FA-900(86%)与AC(85%).
2014 Vol. 34 (6): 1404-1409 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 390KB] ( 690 )
1410 冯琨, 苑魁魁, 李王锋, 彭林, 邱雄辉
空气污染物远程传输对海岛型城市污染的影响
为探明海岛型城市的污染成因,采用MM5/CALPUFF模型定量测算区域传输对舟山群岛大气环境的影响.结果显示,舟山在冬季主要受西北方向大陆上空高浓度污染物传输影响,上海对其外来影响最大,SO2和NO2的贡献率在71%~79%和72%~83%之间;而在夏季受偏南气流影响,浙江省对其影响最大,SO2和NO2贡献率在52%~63%和49%~55%之间.舟山群岛在高频率、高风速的持续性西北风和偏北风作用下,易形成重污染天气,各监测点NO2最大小时浓度在122~194μg/m3之间,区域传输的贡献率在98%以上.开展区域联防联控工作,才能根本改善舟山群岛环境空气质量.
2014 Vol. 34 (6): 1410-1419 [摘要] ( 183 ) [HTML 1KB] [ PDF 2461KB] ( 609 )
1420 刘刚, 李久海, 徐慧, 吴丹
麦秸烟尘中正构脂肪醇和正构烯烃的化学组成
对6种麦草开展了燃烧试验,测定了烟尘(PM 2.5)中正构脂肪醇和正构烯烃的化学组成.结果显示,在明火PM 2.5中正构脂肪醇由C8~C32组成.其总含量为381.1~30178.6mg/kg,平均为10011.3mg/kg.C24/C28、C26/C28、C28/∑等百分比的变化范围分别为4.1%~69.6%、0.9%~9.8%、45.3%~92.8%.正构脂肪醇呈单峰型分布,C28是主峰碳(Cmax).其CPI值在25.8~133.0间变化,平均为56.1.在闷烧PM 2.5中正构脂肪醇由C8~C32组成.其总含量为944.4~135858.2mg/kg,平均为28160.2mg/kg.C24/C28、C26/C28、C28/∑等百分比的变化范围分别为2.4%~22.2%、0.6%~8.6%、70.8%~95.7%.正构脂肪醇的分布模式与明火PM 2.5的相同.其CPI值分布于23.1~266.6间,平均为82.4.明火PM 2.5中的正构烯烃由C17~C29组成.其总含量在67.1~733.0mg/kg之间变动,平均为261.8mg/kg.低碳数与高碳数正构烯烃的含量之比(L/H)为0.8~2.2,平均值为1.5.正构烯烃呈单峰式分布,Cmax以C24为主,C22次之.其CPI值分布于0.9~1.6之间,平均为1.2.闷烧PM 2.5中的正构烯烃由C16~C29组成.其总含量分布于273.9~862.4mg/kg之间,平均为574.1mg/kg.其L/H比值在0.5~2.2之间波动,平均值为1.6.正构烯烃的分布模式与明火PM 2.5类似,但Cmax以C22为主,C24次之.其CPI值的变化区间是1.0~2.1,平均值为1.2.C24/C28、C26/C28、C28/∑等指标对于识别气溶胶中麦草燃烧来源的正构脂肪醇具有参考意义.利用Cmax可区分麦秸在明火和闷烧条件下生成的正构烯烃.
2014 Vol. 34 (6): 1420-1428 [摘要] ( 187 ) [HTML 1KB] [ PDF 428KB] ( 444 )
1429 庞宇辰, 席劲瑛, 胡洪营, 吴乾元, 卢如, 江瑞
再生水紫外线-氯联合消毒工艺特性研究
以二级出水作为消毒对象,比较了紫外线-氯联合消毒与单一紫外线消毒对水中肠道指示菌的灭活效果,考察了联合消毒工艺副产物(三卤甲烷)生成情况.结果表明,单一紫外线消毒对肠道指示菌的灭活曲线在剂量大于10mJ/cm2时存在拖尾现象,剂量为80mJ/cm2时对总大肠菌群最高对数灭活率约为2.5;而在紫外线剂量20mJ/cm2、氯投加量8mg/L(接触时间30min)条件下,紫外线-氯联合消毒对总大肠菌群的对数灭活率达到7.0.20mJ/cm2紫外线与8mg/L氯消毒组合及80mJ/cm2紫外线与3mg/L氯消毒组合均可有效灭活总大肠菌群浓度至3CFU/L以下.经紫外线照射后再氯消毒,二级出水中三卤甲烷生成量仅为10~55mg/L.80mJ/cm2紫外线照射再氯消毒后三卤甲烷生成量略高于20mJ/cm2紫外线照射再氯消毒的情形.紫外线消毒后投加氯消毒,可有效提高再生水消毒效果,控制消毒副产物生成量.
2014 Vol. 34 (6): 1429-1434 [摘要] ( 210 ) [HTML 1KB] [ PDF 413KB] ( 746 )
1435 杨爱丽, 魏秉庆, 张政军
花状软锰矿的超声合成及其对亚甲基蓝的脱色性能
首次通过操作简便成本低廉的超声方法合成花状软锰矿(MWs).采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及能量散布分析仪(EDS)等测试手段对其结构和形貌进行表征.研究了MWs对偶氮染料亚甲基蓝(MB)的脱色性能,考察pH值、反应时间、MWs投加量以及MB初始浓度等影响因子对脱色效果影响.结果表明,MWs对MB具有优良的脱色性能,90min达到近100%的脱色率,无需使用H2O2或者UV灯和超声等其它辅助设备,这明显优于其他催化剂,如Mn3O4/H2O2需3h达到99.7%最大脱色率、ZnS/CdS在光照下需6h最大脱色率仅为73%、硫改性的TiO2光照下需4h才能达到近100%的脱色率.
2014 Vol. 34 (6): 1435-1441 [摘要] ( 190 ) [HTML 1KB] [ PDF 732KB] ( 546 )
1442 王晨辉, 徐晓茵, 夏四清
氢基质生物膜反应器去除水中硒酸盐研究
利用连续搅拌氢基质生物膜反应器研究氢气(H2)分压,NO3--N,SO42-,SeO42-进水浓度对水中硒酸盐去除效果的影响.结果表明,H2分压是水中氧化态污染物NO3-,SO42-,SeO42-去除效果的重要影响因素,随着H2分压从0.02MPa上升到0.08MPa,SO42-的去除率从3.5%上升到46.3%,总Se的去除率从60.7%上升到82.1%,NO3-全过程都完全被还原为N2;随着NO3--N进水浓度从5mg/L增加到50mg/L,SO42-,SeO42-的去除率逐渐下降至0,并出现NO2-的积累;SO42-进水浓度的增加对NO3-,SeO42-去除效果影响不大,去除率分别保持在99.5%和65%以上,三种氧化态污染物得电子的优先级为NO3->SeO42->SO42-.在NO3--N浓度为10mg/L,SO42-浓度为25mg/L的水质条件下,反应器设置H2分压为0.04MPa,进水Se(VI)浓度在0.25~2mg/L的范围内总Se可以取得80%以上的去除效果.
2014 Vol. 34 (6): 1442-1447 [摘要] ( 154 ) [HTML 1KB] [ PDF 439KB] ( 575 )
1448 李冬, 杨卓, 梁瑜海, 高伟楠, 吴青, 苏庆岭, 张杰
耦合反硝化的CANON生物滤池脱氮研究
为探究有机物对全程自养脱氮(CANON)工艺的脱氮性能的影响,采用上向流火山岩填料反应器处理模拟废水,在反应器最优工况下实现亚硝化、厌氧氨氧化与反硝化的耦合.结果表明,滤柱在氨氮浓度为200mg/L时的最优总氮去除率均值可达76.73%,总氮去除负荷为2.82kgN/(m3·d).C/N为0.2的有机物水平对反应器的脱氮效果具有促进作用,并可通过HRT的调节实现总氮去除率大于89%(理想条件下CANON的最大脱氮率).因此,通过控制C/N可以提升滤柱氮素去除效率.
2014 Vol. 34 (6): 1448-1456 [摘要] ( 204 ) [HTML 1KB] [ PDF 506KB] ( 641 )
1457 张静, 杨忆新, 马军, 汤黎
CoOx-TiO2催化臭氧氧化草酸的研究
采用溶胶凝胶的方法制备CoOx-TiO2催化剂,对臭氧流量、催化剂投量、反应温度、草酸初始浓度、pH值等影响草酸去除率的因素进行了研究,并探讨了催化机理.实验结果表明,溶液初始pH值对草酸的去除率有显著的影响,溶液初始pH值为3时,草酸具有去95.7%的最高去除率.催化氧化过程中草酸被彻底矿化为CO2和H2O.通过叔丁醇实验和电子顺磁共振波谱仪(ESR)证明,在催化过程中有羟基自由基的生成,但羟基自由基并不是主要的氧化剂.草酸可能首先在催化剂表面发生吸附或者络合,然后被羟基自由基或者臭氧分子直接氧化.
2014 Vol. 34 (6): 1457-1462 [摘要] ( 208 ) [HTML 1KB] [ PDF 366KB] ( 746 )
1463 徐云兰, 李珏秀, 钟登杰, 胡学步, 贾金平
双极液膜法可见光光催化降解染料废水
采用溶胶-凝胶法制备了Bi2O3-TiO2/Ti膜电极,X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(DRS)和光电性能测试进行了表征,结果表明,Bi元素掺杂进入了TiO2催化剂,拓展了催化剂的光响应波长,使其在可见光下有较明显的光电响应.将Bi2O3-TiO2/Ti光阳极与Cu阴极组装成双极液膜反应器,在可见光下光催化处理活性艳红X-3B,得出当初始pH值为2.52,废水流量为80mL/min时,处理20mg/L活性艳红X-3B 150min,脱色率可达88%.双极液膜法可见光光催化的初步机理考察表明,光生电子自发由Bi2O3-TiO2表面转移到Cu电极表面,并在Cu电极表面直接还原染料,或与其表面液膜中的溶解氧反应生成H2O2,进而参与染料的氧化,由此可实现Bi2O3-TiO2/Ti的直接氧化和Cu阴极的直接还原和间接氧化的双极双效效果.
2014 Vol. 34 (6): 1463-1470 [摘要] ( 170 ) [HTML 1KB] [ PDF 529KB] ( 560 )
1471 李祥, 黄勇, 朱莉, 袁怡, 周呈, 陈宗姮, 张大林
基于竖流式一体化反应器实现自养生物脱氮研究
为了更好地实现亚硝化和厌氧氨氧化工艺联合,根据亚硝化和厌氧氨氧化微生物的生长特性设计了一种新型的自养生物脱氮反应器.通过接种亚硝化和厌氧氨氧化微生物,研究了实现该反应器自养生物脱氮的可行性和运行特性.实验结果表明,该单一反应器能够实现亚硝化与厌氧氨氧化菌的分区培养.经过104d的运行,反应器脱氮效能从0.25kg/(m3·d)上升到1.46kg/(m3·d).利用亚硝化曝气尾气和厌氧区产生的氮气实现了亚硝化液的气升回流,进气量(X)与回流量(Y)呈现出Y＝2.8X－37.1的线性关系.回流比由最初的4上升到14,未对厌氧区环境产生影响,厌氧区ORP始终保持在-500mV左右.同时回流液稀释了进水氨氮浓度,缓和了基质对厌氧氨氧化菌的影响.
2014 Vol. 34 (6): 1471-1477 [摘要] ( 171 ) [HTML 1KB] [ PDF 732KB] ( 452 )
1478 张玲, 刘书明, 胡洪营
塑料管材输配水过程中有机物释放规律研究
研究了目前给水管网中常用的3种塑料管材,未增塑聚氯乙烯(uPVC),聚乙烯(PE)和无规共聚聚丙烯(PPR)管在输配水过程中有机物的释放规律.通过静态管段实验模拟给水管网中不同输配水状态,选取总有机碳(TOC)为综合评价指标,考察了不同塑料管材中有机物随时间的迁移释放特性,并分析了管材有机物释放对管网水中余氯消耗的影响.随着管材输配水次数的增加,uPVC管释放至水中的TOC浓度和TOC释放速率分别在0.03mg/L和0.04μg/(d?cm2)以下,而PE管和PPR管在输配水过程中TOC的释放浓度和释放速率在初期最大[PE: 0.19mg/L,0.25μg/(d?cm2);PPR:0.07mg/L,0.09μg/(d?cm2)],且后期递减并趋于平稳[PE:0.03~0.08mg/L,0.05~0.10μg/(d?cm2);PPR:0.01~0.03mg/L, 0.01~0.04μg/(d?cm2)].随着水力停留时间的增加,不同管材释放的有机物浓度持续升高.不同管材有机物的释放能力排序为:PE>PPR>uPVC.各管材的有机物释放特性直接影响管网水的余氯消耗特性,且管材的有机物释放量越多,管网水的余氯消耗越快.PE管的使用易引起水体有机污染问题.本研究明确了3种常用塑料管材的有机物释放规律,将进一步为与塑料管材安全性能评价相关的国家标准的修订提供理论依据.
2014 Vol. 34 (6): 1478-1484 [摘要] ( 221 ) [HTML 1KB] [ PDF 357KB] ( 598 )
1485 潘伟亮, 何强, 李果, 艾海男, 刘立恒
重庆市主城区排水管道沉积物性质研究
为了解重庆市主城区排水管道沉积物的性质,调研和采集了生活区、交通区、文教区、商业广场等不同功能区的排水管道沉积物,分析了沉积物的粒径、密度、有机物含量(VSS/TSS)和污染物含量等指标,研究了不同功能区沉积物的差异.结果表明:不同功能区排水管道沉积有不同的理化性质,沉积物的粒径,交通区>文教区>商业广场>居住区.沉积物的密度与有机物含量(VSS/TSS)呈负相关(R2=0.998).沉积物污染物含量空间分异性显著,COD含量,文教区>居住区>商业广场>交通区.TN和TP含量,文教区>商业广场>居住区>交通区,与街尘相比,TP呈现显著富集特点.对于重金属含量,交通区显著高于其他3个功能区,Cu、Zn、Pb、Cd 最大值分别为303.5、539、104、1.14mg/kg.
2014 Vol. 34 (6): 1485-1490 [摘要] ( 169 ) [HTML 1KB] [ PDF 385KB] ( 548 )
1491 刘伟凤, 陈倩, 刘云堃, 李宁璨, 童航君, 张培林, 成少安
基于微生物燃料电池的污泥热值检测系统
针对现有的污泥热值分析方法所需仪器复杂、检测步骤繁琐、耗时长等问题,开发了一种基于微生物燃料电池(MFC)的污泥热值检测系统,考察了该系统用于污泥热值检测的可行性.结果表明,以污泥为底物的MFC运行良好,在最佳外阻(300Ω)下可以得到较高的输出功率.MFC可在较短的时间内(2~14h)完成启动,并在最大电流下持续稳定运行56h以上.污泥热值与MFC的产电电流呈现良好的线性相关性,由此确定出估算污泥热值的计算公式,可以准确估算污泥热值.
2014 Vol. 34 (6): 1491-1497 [摘要] ( 215 ) [HTML 1KB] [ PDF 459KB] ( 475 )
1498 崔敬轩, 闫大海, 李丽, 王琪
水泥窑共处置过程中砷挥发特性及动力学研究
针对不同形态的含As化合物开展了热重实验、熟料煅烧以及熟料消解实验,研究了水泥窑共处置过程中砷在等温条件下随时间的挥发特性和可能的化学反应.结果表明,不同化学形态的砷挥发规律不尽相同,砷酸钠在水泥生产涉及的温度区间基本不挥发;硫化亚砷在水泥窑共处置的过程中,砷的挥发率随时间逐渐增大,25min以后基本不再挥发,低于1000℃时,砷的挥发率随温度的升高而增大,但高于1000℃时,挥发率随温度的增大而减小;亚砷酸钠在1000℃以上的挥发规律与硫化亚砷类似,挥发率随温度的升高而减小,25min以后基本不再挥发.硫化亚砷在1000℃以下煅烧时,挥发率随时间和温度变化的动力学方程为a =1-exp[-1.77exp(-3158/T)t],可以根据此方程计算不同温度和停留时间工况下砷挥发的理论值,进而控制含砷废物的投加量,避免对环境造成危害.
2014 Vol. 34 (6): 1498-1504 [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [ PDF 635KB] ( 587 )
1505 程镜润, 陈小华, 刘振鸿, 李小平, 付融冰, 陈泉源
脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果实验研究
针对上海滨海盐碱土的特点,借助土柱淋洗试验方法,研究了脱硫石膏改良滨海盐碱土的脱盐过程与效果,分析了不同石膏质量配比条件下(0%,1%,2.5%,5%和10%),土壤团粒结构和水力传导度变化以及盐碱土-脱硫石膏体系中的离子交换过程与效率.研究结果表明:加入脱硫石膏之后,盐碱土团粒结构得到改善,孔隙度变大,水力传导能力增强,平均导水系数是对照组的4~5倍,有效加快脱盐过程;在土柱开始淋洗的前6d内,离子交换过程表现最活跃,淋洗液的电导率和离子浓度急剧下降.添加脱硫石膏的土柱中钙离子优先置换出钠离子,平均脱钠效率达到对照组的1.8倍.钙钾离子交换和钙镁离子交换也同步发生,但规模明显小于钙钠离子交换.当脱硫石膏质量配比超过1%时,盐碱土的脱盐效果主要取决于原土中的交换性阳离子总量.随着配比增加,盐碱土脱盐的边际效益增加量并不显著.在充分混匀的理想条件下,建议上海滨海盐碱土改良过程中添加脱硫石膏的质量配比高于1%为宜.
2014 Vol. 34 (6): 1505-1513 [摘要] ( 231 ) [HTML 1KB] [ PDF 1037KB] ( 1068 )
1514 焦燕, 侯建华, 赵江红, 杨文柱
内蒙古农牧交错带土地利用变化对CH4吸收的影响
于2008~2010年,根据邻近样地采样原则,选择位于内蒙古农牧交错带的天然草地和不同开垦时间的农田作为研究样地(G-草地; C5-开垦5a的农田;C10-开垦10a的农田;和C50-开垦50a的农田),利用静态箱法通过3a的野外试验,研究土地利用类型变化对CH4吸收的影响.结果表明:天然草地转变为农田后,不同开垦年限的农田土壤和草地土壤CH4吸收存在显著差异2008年(FCH4=273.7, P<0.001), 2009年(FCH4=264.8, P<0.001)和2010年(FCH4=362.4, P<0.001).草地转变为农田促进CH4吸收,2008, 2009 和2010年生长季的生长季(4~10月),草地CH4吸收量最低分别为141.4,210.0,236.0mg/m2.2008~2010年农田土壤CH4累积吸收量与草地土壤相比增加20%~280%.农田开垦年限影响CH4吸收,随着农田开垦年限的增加从开垦5~50a,CH4累积吸收量降低.相关分析表明,不同土壤CH4吸收与土壤水分含量和NH4+-N 含量呈负相关关系(R2=0.7380, P<0.01).草地转变为农田后,土壤水分含量和NH4+-N 含量驱动不同开垦年限的农田土壤和草地土壤CH4吸收差异.
2014 Vol. 34 (6): 1514-1522 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 490KB] ( 460 )
1523 海米提·依米提, 祖皮艳木·买买提, 李建涛, 李新国
焉耆盆地土壤重金属的污染及潜在生态风险评价
通过采集干旱区典型绿洲-焉耆盆地表层土壤样品,测试其中10种重金属的含量,采用多元统计分析、污染指数法及潜在生态风险指数法研究土壤中重金属的赋存特征、来源及其污染状况和潜在的生态风险.结果表明:焉耆盆地土壤中10种重金属的平均值和最大值均未超过土壤环境质量二级标准,但重金属Zn、Pb、Cu、Ni、As和Cr的最大值超过新疆土壤背景值,超标率分别为8%、7%、11%、9.2%、12%和8.1%. 统计分析表明焉耆盆地土壤中10种重金属的平均含量顺序为: Mn>Zn>Cr>Ni>Cu>Co>Pb>As>Cd>Hg. 研究表明焉耆盆地土壤中重金属Zn、Pb、Hg、Cu之间具有较高的相关性, 主要来源于人为污染;重金属Mn、Co、Cd、Cr、Ni、As之间具有较高的相关性,主要来源于自然地质背景;污染指数评价表明焉耆盆地土壤中10种重金属均未出现污染状况,处于较低的生态风险,但土壤中重金属Pb、Zn、Hg的含量在部分地区相对较高的现象应引起重视.
2014 Vol. 34 (6): 1523-1530 [摘要] ( 232 ) [HTML 1KB] [ PDF 836KB] ( 476 )
1531 马明睿, 杨洁, 王强, 唐丽红, 由文辉
河岸带加拿大一枝黄花化学计量学及入侵机理研究
通过对河岸带土壤与加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)全年各生长时期氮、磷质量分数的研究,分析河岸带土壤环境特性,以期探究加拿大一枝黄花成功入侵河岸带的机理.结果显示:研究区土壤中氮元素质量分数上层1.22mg/g,下层0.96mg/g、磷元素质量分数上层0.59mg/g,下层0.55mg/g,较全国土壤平均氮、磷质量分数均偏低,年际变化不明显.N/P平均值较低,且随季节变化逐渐减小.加拿大一枝黄花各部位氮磷质量分数为叶>茎>根.与其他草本植物相比,植株中氮质量分数稍低,磷质量分数则明显偏高.随植物生长期的变化,植株各部分氮磷质量分数均显示前期较高,中期有所下降,后期逐渐升高的趋势.加拿大一枝黄花N/P变化范围2.25~4.75,明显低于其他草本植物,主要原因在于植株有很高的磷质量分数以及土壤环境中氮素的匮乏,说明其生长受到氮素的限制.对植株茎、叶、根中氮、磷元素与N/P进行相关分析表明,茎、叶中磷质量分数与N/P具有显著负相关关系(P<0.05),而根中氮质量分数与N/P具有极显著正相关关系(P<0.01).说明了磷素主导了植物地上部分的生长,而氮素主导地下部分.研究区内土壤氮质量分数严重匮乏、磷质量分数也明显偏低,但加拿大一枝黄花植株中氮质量分数仅稍低于其他草本植物,磷质量分数却显著高于其他植物,可以认为其对氮、磷元素的吸收、积累能力远高于其他草本植物,这可能是加拿大一枝黄花得以在河岸带特殊环境中成功入侵的机理.
2014 Vol. 34 (6): 1531-1539 [摘要] ( 195 ) [HTML 1KB] [ PDF 522KB] ( 705 )
1540 王剑, 王朝晖, 熊毅俊
不同时期条纹环沟藻可培养藻际细菌研究
通过梯度稀释法分离出条纹环沟藻5个生长时期的可培养藻际细菌,利用基于单菌落16S rDNA V3区序列测定对细菌进行了分子分类鉴定,与GenBank上的相似菌株序列构建了邻接系统发育树并计算遗传距离,同时对不同时期的细菌进行了定量分析.结果表明,在分离培养出的32株细菌中,有12株不同种属细菌.12株细菌分属于a-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、g-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)4大细菌类群,在种类和数量上均以α-变形菌纲为主,其次为g-变形菌纲和拟杆菌门.每个生长时期可培养藻际细菌的种类数为5~8种,其中稳定生长期细菌种类数较为丰富,而在迟滞期和衰亡后期细菌种类较少.从各时期的细菌总数来看,对数生长期细菌数量最低,仅为2.83×106CFU/mL;在衰亡前期细菌数量最高,达到1.72×109CFU/mL;衰亡后期虽然细菌数量有所降低,但仍达到1.37×108CFU/mL.聚类分析和多维尺度分析结果显示,衰亡前期细菌群落结构与其它时期差异较大,而藻细胞快速生长阶段的对数生长期和稳定生长期菌落结构相近.衰亡前期特异性菌株鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)的大量出现,可能与藻类迅速进入衰亡阶段有关;而各个时期均出现的一株麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)可能对条纹环沟藻的种群竞争起作用.在条纹环沟藻不同生长时期藻际细菌的种类与数量有所差异,藻际细菌的群落结构可能对条纹环沟藻的生长、种群竞争以及赤潮的生消具有重要作用.
2014 Vol. 34 (6): 1540-1547 [摘要] ( 212 ) [HTML 1KB] [ PDF 433KB] ( 717 )
1548 王书航, 姜霞, 王雯雯, 胡佳晨, 张博, 李佳璐, 赵丽
蠡湖水体悬浮物的时空变化及其影响因素
根据2012~2013年的现场调查资料和历史监测资料,分析了浅水湖泊蠡湖总悬浮物(TSS)的时空分布特征、组成、变化规律,并探讨了水体悬浮物的影响因素及其与氮、磷的关系.结果表明, ρ(TSS)的年内变化范围在1.00~78.00mg/L之间,平均值为17.35mg/L,空间上呈现东蠡湖大于西蠡湖,沿岸高于湖心区的分布趋势;季节变化表现为秋季>夏季>春季>冬季,且冬季显著低于其他季节;全湖水体中ρ(OSS)和ρ(ISS)所占ρ(TSS)的比例相当,分别为51.52%和48.48%,但组成比例空间差异较大,东蠡湖ρ(OSS)比例较大,而西蠡湖ρ(ISS)的比例较大.线性拟合表明, ρ(TSS)与ρ(PN)、ρ(TN)、ρ(PP)、ρ(TP)均具呈显著正相关(P<0.01).浮游藻类增殖、水生植物的残体以及底泥的再悬浮是影响水体ρ(TSS)的主要因素.
2014 Vol. 34 (6): 1548-1555 [摘要] ( 213 ) [HTML 1KB] [ PDF 1057KB] ( 458 )
1556 关向杰, 贺强礼, 黄水娥, 狄准, 杨海君
一株辛基酚聚氧乙烯醚降解菌的筛选、鉴定及其降解
采用TX-100为唯一碳源的无机盐培养基进行筛选,经过富集、分离和纯化获得了一株能够耐高浓度TX-100且降解性能较好的降解菌,命名为H1.对细菌H1进行形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA (GenBank Accession No.KC505179)序列相似性分析,初步鉴定为醋酸钙不动杆菌属(Acinetobacter calcoaceticus).通过对菌株H1降解TX-100的产物分析,初步推断TX-100的降解模式为末端氧化,先从EO末端氧化,醚键断裂,形成短链的化合物,同时释放出乙醛酸.质粒检测和消除试验表明,控制菌H1降解TX-100的基因位于质粒上.
2014 Vol. 34 (6): 1556-1563 [摘要] ( 164 ) [HTML 1KB] [ PDF 1309KB] ( 503 )
1564 於建明, 刘靓, 蔡文吉, 成卓韦, 陈建孟, 蒋轶锋
一株苯乙烯高效降解菌的分离鉴定及降解特性研究
从某橡胶厂的活性污泥中筛选得到一株可高效降解苯乙烯的微生物菌株WJ,通过透射电镜(TEM)、生理生化试验、Biolog鉴定和16S rRNA基因的系统发育树建立等分析方法,鉴定该菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过环境单因素试验,确定该菌株WJ在温度30℃、pH值7.0的培养条件下具有良好的降解效果.通过不同初始浓度苯乙烯的降解及生长特性,确定该菌株的最大底物耐受浓度达到1500mg/L,且其生长动力学过程符合Haldane’s方程,相应动力学参数为: vmax=0.282h-1,Ks=23.57mg/L,Ki=1784.56mg/L.底物宽泛性试验表明,该菌株对苯系物(BTEX)、正己烯等与苯乙烯结构类似的碳氢化合物都具有良好的降解能力,表明其具备良好的底物宽泛性.该菌株对苯乙烯的氧化降解途径主要为乙烯基侧链的氧化.
2014 Vol. 34 (6): 1564-1571 [摘要] ( 262 ) [HTML 1KB] [ PDF 881KB] ( 543 )
1572 姜东生, 李梅, 崔益斌
重金属和氯酚对霍甫水丝蚓的急性毒性及水环境安全评价
研究了Hg2+、Cr6+和Pb2+等重金属及2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等氯酚类物质对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应.结果表明, Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为0.16,4.25,76.24mg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为20.73,7.86,2.42mg/L. 根据6种污染物对霍甫水丝蚓的毒性实验结果,预测水体中Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为16,425,7624μg/L,最大允许浓度分别为1.6,42.5,762.4μg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为2073,786,242μg/L,最大允许浓度MPC分别为207.3,78.6,24.2μg/L.6种污染物的毒性评估结果显示,Hg2+对霍甫水丝蚓表现为极高毒性,Cr6+、2,4,6-三氯酚和五氯酚对其表现为高等毒性,Pb2+和2,4-二氯酚表现为中等毒性.3种重金属对其毒性顺序为:Hg2+ > Cr6+ > Pb2+;3种氯酚类物质对其毒性大小依次为:五氯酚 > 2,4,6-三氯酚 > 2,4-二氯酚.
2014 Vol. 34 (6): 1572-1578 [摘要] ( 280 ) [HTML 1KB] [ PDF 438KB] ( 754 )
1579 王桂燕, 李锋, 史济月, 周启星
四氯乙烯胁迫对草鱼抗氧化酶活性的影响及其机理
研究了四氯乙烯(PCE)对草鱼的肝胰脏、肾脏和鳃组织的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的影响.结果表明:草鱼肝胰脏SOD活性,在PCE低浓度胁迫时其SOD活性“先升后降”[72h SOD是(6665.84±106.87)U/g·FW,168h SOD是(3021.26±16.96)U/g·FW],高浓度胁迫时“先降后升再降”[24h SOD是(2175.16±185.14)U/g·FW, 96h SOD是(5692.19±44.17)U/g·FW,168h SOD是(1297.70±11.52)U/g·FW];草鱼肾脏SOD活性在PCE所有浓度组胁迫均是“先降后升再降”的趋势;草鱼鳃组织SOD酶活性只有在PCE较低浓度短时间内没有显著变化,其它情况始终降低.在PCE低浓度和中等浓度胁迫时,草鱼肝胰脏POD活性始终降低,较低浓度和高浓度胁迫时肝胰脏POD活性“先降后升再降”;草鱼肾脏POD活性在PCE低浓度胁迫时“先升后降再升又降”的趋势,而高浓度胁迫时“先降后升又降”;PCE对草鱼鳃组织POD活性“先升后降”的趋势.但是草鱼鳃组织的SOD和POD活性明显低于肝胰脏和肾脏组织的SOD和POD活性.
2014 Vol. 34 (6): 1579-1585 [摘要] ( 194 ) [HTML 1KB] [ PDF 347KB] ( 521 )
1586 夏凌, 赵波, 王伯光, 张素坤, 任明忠
吸烟及吸二手烟对人体多环芳烃内暴露的影响
采用快速液相色谱-三重四级杆串联质谱仪对吸烟、吸二手烟和不吸烟的居民的尿样进行抽检,分析了10种多环芳烃羟基代谢物(OH-PAHs)的组成和含量,评估了吸烟及吸二手烟对人体OH-PAHs内暴露水平的影响.结果表明,吸烟及吸二手烟对居民尿液中OH-PAHs的浓度水平和组成特征均有影响,对萘和芴的代谢产物影响最为显著.OH-PAHs的浓度水平按照吸烟组>吸二手烟组>不吸烟组的顺序递减,吸烟组和吸二手烟组人群尿液中萘的代谢产物2-羟基萘和1-羟基萘所占的比例分别是不吸烟组人群的1.5、1.2倍和1.7、1.9倍;吸烟、吸二手烟和不吸烟人群体内各OH-PAHs之间的相关性分析表明,吸二手烟人群体内OH-PAHs来源最为复杂,受环境空气和香烟烟雾的双重影响.与同类研究结果相比,本研究吸二手烟人群体内OH-PAHs明显偏低,这可能与吸二手烟人群受到烟气的暴露时间和暴露量有关.
2014 Vol. 34 (6): 1586-1591 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 308KB] ( 560 )
1592 黄婧, 郭新彪
交通相关空气污染的健康影响研究进展
介绍了近年来国内外有关交通相关空气污染的健康影响研究进展,包括污染物对呼吸系统、心血管系统、神经系统、生殖系统的影响、致突变和致癌作用,污染物与其他因素的联合作用以及交通相关空气污染控制的人群健康效益几方面,并对今后研究的发展前景进行了展望.
2014 Vol. 34 (6): 1592-1598 [摘要] ( 183 ) [HTML 1KB] [ PDF 293KB] ( 1257 )
1599 程晓梅, 刘永红, 陈泳钊, 黄建彰, 黄晶
珠江三角洲机动车排放控制措施协同效应分析
预测了2015年珠江三角洲机动车空气污染物和温室气体排放量,设计了6类单一控制、技术控制、结构控制以及综合控制措施的情景,并运用基准线年排放清单编制和协同效应坐标系法分析了污染物与温室气体减排的协同效应.结果表明,按目前机动车保有量增长趋势,2015年污染物和温室气体将以18%~120%的幅度增加;各控制措施下污染物和温室气体排放量均有下降,且均具有正向的协同效应,但减排的贡献差异较大.6类单一控制措施中淘汰黄标车和结构性控制措施分别对各污染物和温室气体的削减效果最明显,减排幅度均在40%以上,且正向协同效应突出,但相比其他措施,结构性控制措施实施难度大.
2014 Vol. 34 (6): 1599-1606 [摘要] ( 188 ) [HTML 1KB] [ PDF 625KB] ( 844 )
1607 刘年磊, 蒋洪强, 吴文俊
基于不确定性的水资源优化配置模型及其实证研究
针对城市水资源系统中存在的不确定性,将可信性模糊机会约束规划模型与区间规划相结合,提出了不确定环境下的可信性模糊-区间线性规划(FILP)模型,将其应用于某城市水资源优化配置与科学管理中,构建了城市水资源优化配置FILP模型.该模型以城市的经济、社会与环境的可持续发展为目标,以供需水量等为不确定性约束,以各水源在各子区不同部门间的分配为决策变量,利用改进的风险显性区间规划算法进行求解得到一定置信度和意愿水平下的水资源优化配置风险-收益权衡方案.实证研究表明,该模型反映了不确定性因素对水资源系统收益的影响,能够为实际的优化决策提供方法支持.
2014 Vol. 34 (6): 1607-1613 [摘要] ( 180 ) [HTML 1KB] [ PDF 850KB] ( 921 )
1614 王文军, 傅崇辉, 骆跃军, 谢鹏程, 赵黛青
我国碳排放权交易机制试点地区的ETS管理效率评价
以我国7个碳排放权交易机制试点地区的碳交易体系(ETS)和19个地区模拟ETS的设计方案、调研数据为基础,采用C2GS2模型作为基本工具构建数据包络分析模型(DEA)对碳交易机制的管理效率进行评价.结果显示,在7个试点地区中,北京、广东、深圳和重庆ETS机制的管理效率为DEA有效;上海和天津ETS处于规模递增阶段,湖北处于规模递减阶段,通过其在有效生产前沿面上的“投影”提出调整方案.建议:ETS覆盖的碳排放量低于地区总排放量的50%;下调中国核证自愿减排量(CCER)的碳抵消比例;紧紧围绕机制所覆盖的企业特征,进行投入要素规模设计;惩罚机制必不可少,但惩罚力度需根据本地区ETS投入要素特点进行设计;对ETS的碳排放上限(减排率)不宜设计过紧,否则可能对地区经济可持续发展能力造成损害.
2014 Vol. 34 (6): 1614-1621 [摘要] ( 233 ) [HTML 1KB] [ PDF 640KB] ( 895 )
1622 陈操操, 刘春兰, 汪浩, 关婧, 陈龙, 王海华, 张继平, 李铮, 刘晓洁
北京市能源消费碳足迹影响因素分析
为了量化人口、城市化和技术等因素对城市碳排放的影响,以北京市为研究对象,引入修正的碳足迹方法计算1990~2011年城市能源消费碳足迹,采用STIRPAT模型和偏小二乘模型对城市能源消费碳足迹的影响因素进行评估.结果显示,城市化、人均收入、人口是碳排放最主要的正向驱动因素,而能源消费强度、产业结构和研发投入比重等因素导致碳排放降低.北京市二氧化碳排放不存在环境库兹涅茨曲线,城市碳排放总量虽然整体状况还在增加,但增长速度在逐步放缓,经济发展与环境保护尚未实现协同.根据模拟结果,降低碳排放和建设低碳城市的建议是发展集中型和紧凑型的城镇功能组团,控制人口过快增长,合理引导居民绿色消费,依靠科技创新和技术进步.
2014 Vol. 34 (6): 1622-1632 [摘要] ( 219 ) [HTML 1KB] [ PDF 625KB] ( 1672 )
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